ПРИМЕНЕНИЕ
БАКОВ-АККУМУЛЯТОРОВ ДЛЯ УДОВЛЕТВОРЕНИЯ НОЧНОЙ НАГРУЗКИ ОТОПЛЕНИЯ
Водолазская М.Ю. (ЭНМ-09м)*
Донецкий национальный
технический университет
Источник: Всеукраинская научно-практическая конференция студентов "Металлургия XXI столетия". Сборник докладов. - Донецк, ДонНТУ 2010г.
При проектировании мини-ТЭЦ по удовлетворению
нагрузки теплоснабжения производимая на ней электроэнергия частично
потребляется на собственные нужды, а избыток может выдается в энергосистему.
Выдача электрической мощности мини-ТЭЦ в энергосистему в ночное время суток
может иметь и негативные последствия. Снизить производство электрической
энергии в ночное время позволяет оборудование мини-ТЭЦ системой
аккумуляции тепловой энергии. Для большинства существующих зданий, имеющих радиаторную систему
отопления практически единственным вариантом системы аккумуляции тепловой
энергии является бак-аккумулятор (БА), который представляет собой емкость с
горячей водой, которая может выполнять нагрузку теплоснабжения. Предельная
температура воды в баке 90-95°С. В связи с этим, они могут использоваться
только в сетях с потребителями, подключенными по безэлеваторным схемам. На
рисунке представлена принципиальная схема подключения бака-аккумулятора к
системе теплоэлектроснабжения с использованием КГУ.
Рисунок – Принципиальная схема включения
бака-аккумулятора и когенерационной установки
В зависимости от температурного графика мини-ТЭЦ
(95/70 или 84/60) бак-аккумулятор может быть спроектирован на самостоятельное выполнение
нагрузки отопления в ночное время (с 23.00 до 7.00), либо на покрытие ним части
ночной нагрузки отопления, а части – когенерационной установкой ТЭЦ (если
относительная отопительная нагрузка больше проектировочной).
Зоны суточного графика электрических нагрузок
энергосистемы распределяются таким образом:
23.00 – 7.00 – ночной минимум нагрузки;
7.00 – 8.00 – утренняя полупиковая нагрузка;
8.00 – 11.00 – утренняя пиковая нагрузка;
11.00 – 20.00 – дневная полупиковая нагрузка;
20.00 – 22.00 – вечерний пик нагрузки;
22.00 – 23.00 – вечерний полупик нагрузки
энергосистемы;
Использование БА направлено на увеличение
производства электроэнергии в пиковый и полупиковый периоды суточного графика
электрических нагрузок и снижения в период ночного минимума. Поэтому зарядка БА
осуществляется в часы пиковых или полупиковых нагрузок энергосистемы в
различных режимах работы ТЭЦ. Продолжительность работы в каждом из режимов
будет определять количество электроэнергии, отданной в сеть в каждой из трех
зон суточного графика нагрузок энергосистемы, и соответственно экономические
показатели работы ТЭЦ.
Таким образом, расчетная нагрузка отопления БА
составляет:
, кДж (4.30)
где 
- емкость бака-аккумулятора, м3;
- температура воды в БА в заряженном состоянии
0С;
- температура воды в БА в разряженном
состоянии либо в конце ночного периода пользования, 0С;
- плотность воды, средняя в интервале
температур 
,
кг/м3;
- теплоемкость воды, средняя в интервале
температур ,
кДж/кг∙К;
Емкость БА, которая необходима для удовлетворения
нагрузки отопления в заданных условиях, может быть определена по формуле:
(4.31)
где 
- относительная тепловая нагрузка отопления,
представляющая собой отношение текущей нагрузки отопления к расчетной;
- период ночного минимума, во время которого
предполагается осуществление отопления за счет энергии, накопленной в БА, 
.
Предлагаемая схема использования БА для
аккумуляции тепловой энергии энергетически целесообразна, но при этом снижается
коэффициент использования установленной мощности (К) оборудования, работающего
на базе отопительной нагрузки, что приводит к высоким срокам окупаемости
предлагаемых мероприятий. Повысить К можно используя ТЭЦ в конденсационном
режиме, целесообразность применения которого дополнительно рассчитывается.